1. Καθοδήγηση και τοποθέτηση
Ο οπτικός εντοπισμός θέσης απαιτεί τα συστήματα μηχανικής όρασης να εντοπίζουν γρήγορα και με ακρίβεια τα στοιχεία-στόχους και να επιβεβαιώνουν τις θέσεις τους. Η μηχανική όραση χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση κατά τη φόρτωση και εκφόρτωση, καθοδηγώντας τους ρομποτικούς βραχίονες για να πιάσουν με ακρίβεια τα αντικείμενα. Στις συσκευασίες ημιαγωγών, ο εξοπλισμός προσαρμόζει τις κεφαλές συλλογής-με βάση τα δεδομένα θέσης του τσιπ που λαμβάνονται μέσω της μηχανικής όρασης για να συλλέγει με ακρίβεια τα τσιπ για συγκόλληση. Αυτό αντιπροσωπεύει την πιο θεμελιώδη εφαρμογή της οπτικής τοποθέτησης στη βιομηχανική μηχανική όραση.
Automation Expo: Σε εφαρμογές που συνδυάζουν την μηχανική όραση με τη ρομποτική, η τοποθέτηση καθοδήγησης ρομπότ είναι η πιο διαδεδομένη. Για τέτοια σενάρια, η Hikvision Robotics και οι συνεργάτες της έχουν εφαρμόσει πολυάριθμες επιτυχημένες περιπτώσεις και ώριμες λύσεις. Η καθοδήγηση θέσης ρομπότ μπορεί γενικά να κατηγοριοποιηθεί σε τρεις τρόπους:
Η πρώτη λειτουργία είναι η σταθερή διαμόρφωση κάμερας, όπου η κάμερα παραμένει ακίνητη στο πλαίσιο του εξοπλισμού χωρίς να κινείται με το ρομπότ. Από αριστερά προς τα δεξιά, αυτά είναι: η λειτουργία λαβής, η λειτουργία διόρθωσης μετατόπισης λαβής και η λειτουργία τοποθέτησης. Στο σενάριο συλλήψεως, η κάμερα καταγράφει εικόνες εισερχόμενων υλικών και εκτελεί χονδροειδή τοποθέτηση. Αυτά τα δεδομένα θέσης μεταδίδονται στο ρομπότ, επιτρέποντάς του να κατανοήσει τα υλικά με ακρίβεια. Αυτή η προσέγγιση μειώνει την εξάρτηση από την ακρίβεια του μηχανισμού μεταφοράς μεταξύ των σταθμών εργασίας, ενώ παράλληλα εξασφαλίζει σταθερή σύλληψη. Η λειτουργία διόρθωσης μετατόπισης χρησιμοποιεί μια κάτω κάμερα τοποθετημένη στην αντίθετη πλευρά του ρομποτικού βραχίονα για δευτερεύουσα τοποθέτηση ακριβείας του τεμαχίου εργασίας. Αυτό μειώνει σημαντικά την απόκλιση υλικού, εξασφαλίζοντας στοχευμένη επεξεργασία για κάθε εισερχόμενο τμήμα. Η λειτουργία τοποθέτησης περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα λειτουργιών-από την απλή τοποθέτηση έως την ευθυγράμμιση και τη συναρμολόγηση-με τη χρήση της κάμερας για τον εντοπισμό της τελικής θέσης στόχου. Σε συνδυασμό με τις δύο προηγούμενες λειτουργίες, επιτυγχάνεται πραγματικά στοχευμένη επεξεργασία για κάθε τεμάχιο εργασίας.
Δύο λειτουργίες κάμερας κίνησης περιλαμβάνουν την τοποθέτηση της κάμερας στο ρομποτικό βραχίονα για συγχρονισμένη κίνηση. Αν και διαφέρουν από τη λειτουργία σταθερής κάμερας που περιγράφεται παραπάνω, τόσο η λειτουργία σταθερής κάμερας όσο και η λειτουργία κάμερας κίνησης συγκλίνουν λειτουργικά, επιτρέποντας την τοποθέτηση/πιάσιμο και την καθοδηγούμενη τοποθέτηση. Πέρα από τη διασφάλιση της βασικής λειτουργικότητας, αυτές οι λειτουργίες προσφέρουν μεγαλύτερη ευελιξία εγκατάστασης για την αντιμετώπιση διαφόρων περιβαλλοντικών περιορισμών και περιορισμών υλικού.
Για να βελτιωθεί η προσαρμοστικότητα του υλικού σε διάφορα σενάρια εγκατάστασης, οι λειτουργίες σταθερής και κινούμενης κάμερας μπορούν να συνδυαστούν, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.
Επιπλέον, στην κατασκευή ημιαγωγών, η προσαρμογή της θέσης του τσιπ για τις κεφαλές ανύψωσης-έχει σημαντικές προκλήσεις. Η μηχανική όραση το επιλύει επιτρέποντας την ακριβή παραλαβή και συγκόλληση τσιπ-μια βασική εφαρμογή που οδηγεί στην υιοθέτησή της σε όλους τους βιομηχανικούς τομείς.
2. Επιθεώρηση εμφάνισης
Αυτή η διαδικασία εντοπίζει προβλήματα ποιότητας σε προϊόντα στις γραμμές παραγωγής και αντιπροσωπεύει την περιοχή όπου η χειρωνακτική εργασία αντικαθίσταται συχνότερα. Στον φαρμακευτικό τομέα, για παράδειγμα, η μηχανική όραση χειρίζεται κυρίως την επιθεώρηση διαστάσεων, την ανίχνευση ελαττωμάτων στην επιφάνεια της φιάλης, την ανίχνευση ελαττωμάτων ώμου και την επιθεώρηση στο στόμα της φιάλης.
Με την πρόοδο του σύγχρονου βιομηχανικού αυτοματισμού, η επιθεώρηση μηχανικής όρασης εφαρμόζεται ευρέως σε διάφορους ελέγχους, μετρήσεις και εργασίες αναγνώρισης εξαρτημάτων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ανίχνευση επιφανειακών ελαττωμάτων σε φίλτρα αποκοπής υπέρυθρων, αναγνώριση μοντέλου τροχών αυτοκινήτου, ανίχνευση ελαττωμάτων εμφάνισης σε μαγνητικά υλικά και αναγνώριση γραμμωτού κώδικα/χαρακτήρα στη συσκευασία του προϊόντος. Αυτές οι εφαρμογές μοιράζονται τα κοινά χαρακτηριστικά της συνεχούς μαζικής παραγωγής και τις εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα εμφάνισης.
Τυπικά, τέτοιες εξαιρετικά επαναλαμβανόμενες και έξυπνες εργασίες θα μπορούσαν να επιτευχθούν μόνο μέσω χειροκίνητης επιθεώρησης. Είναι σύνηθες να βλέπουμε εκατοντάδες ή και χιλιάδες εργάτες επιθεώρησης να εκτελούν αυτές τις εργασίες πίσω από τις σύγχρονες γραμμές συναρμολόγησης στα εργοστάσια. Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο επιβάλλει σημαντικό κόστος εργασίας και διαχείρισης στα εργοστάσια, αλλά επίσης αποτυγχάνει να εγγυηθεί ποσοστό επιτυχίας επιθεώρησης 100%. Η επιθεώρηση μηχανικής όρασης, με την αυτοματοποίηση, την αντικειμενικότητα, τη φύση της μη επαφής και την υψηλή ακρίβεια, είναι πλέον πλήρως ικανή να αντικαταστήσει τη χειρωνακτική εργασία για αυτές τις μονότονες, επαναλαμβανόμενες εργασίες. Σε σύγκριση με τα γενικά συστήματα επεξεργασίας εικόνας, η επιθεώρηση μηχανικής όρασης δίνει έμφαση στην ακρίβεια, την ταχύτητα και την αξιοπιστία σε βιομηχανικά περιβάλλοντα.
Καθώς τα οικονομικά πρότυπα αυξάνονται, η επιθεώρηση μηχανικής όρασης αποκτά όλο και μεγαλύτερη εξέχουσα θέση. Ενισχύει την παραγωγική ικανότητα για τα κατάλληλα προϊόντα, ενώ εξαλείφει τα υποβαθμισμένα είδη νωρίς στη διαδικασία κατασκευής, μειώνοντας έτσι τα απόβλητα και μειώνοντας το κόστος.
3. Επιθεώρηση υψηλής ακρίβειας{{1}
Ορισμένα προϊόντα απαιτούν εξαιρετική ακρίβεια-που φθάνει τα 0,01 έως 0,02 mm ή ακόμη και τα μικρά-επίπεδο ακρίβειας-πέρα από τις ανθρώπινες οπτικές δυνατότητες, απαιτώντας επιθεώρηση βάσει μηχανής-.
Στην παραγωγή και την καθημερινή ζωή, κάθε προϊόν απαιτεί έλεγχο ποιότητας και πιστοποιητικό συμμόρφωσης. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι η επιθεώρηση αντιπροσωπεύει την πιο εκτεταμένη εφαρμογή της μηχανικής όρασης. Πριν από την πρόοδο της τεχνολογίας μηχανικής όρασης, η χειροκίνητη οπτική επιθεώρηση αντιμετώπιζε συχνά σημαντικές προκλήσεις: χαμηλή ακρίβεια, ευαισθησία σε σφάλματα, αδυναμία συνεχούς λειτουργίας, κουρασμένοι-χειριστές και υπερβολικό κόστος χρόνου και εργασίας. Η ευρεία υιοθέτηση της μηχανικής όρασης έχει ωθήσει την κατασκευή και την επιθεώρηση προϊόντων σε μια άκρως αυτοματοποιημένη εποχή.
Τα πιο χαρακτηριστικά παραδείγματα περιλαμβάνουν επιθεώρηση χαρακτήρων νομίσματος και επιθεώρηση πλακέτας κυκλώματος. Επιπλέον, η επιθεώρηση των διαδικασιών κατασκευής νομισμάτων Renminbi απαιτεί εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια, που περιλαμβάνει πολυάριθμες συσκευές επιθεώρησης και πολύπλοκες διαδικασίες. Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν επιθεώρηση θέσης όρασης μηχανής, επαλήθευση της ποιότητας και των ελαττωμάτων των καπακιών των μπουκαλιών ποτών, ανίχνευση και αναγνώριση χαρακτήρων γραμμωτού κώδικα, επιθεώρηση ελαττωμάτων γυάλινων φιαλών και επιθεώρηση φαρμακευτικής γυάλινης φιάλης. Ο ιατρικός τομέας είναι επίσης ένας από τους κύριους τομείς εφαρμογής της μηχανικής όρασης.
4. Αναγνώριση
Η αναγνώριση εικόνων περιλαμβάνει την επεξεργασία, την ανάλυση και την ερμηνεία εικόνων μέσω της μηχανικής όρασης για τον εντοπισμό διαφόρων μοτίβων και αντικειμένων. Αυτό επιτρέπει την ιχνηλασιμότητα και τη συλλογή δεδομένων, βρίσκοντας εκτεταμένη εφαρμογή σε εξαρτήματα αυτοκινήτων, τρόφιμα, φαρμακευτικά προϊόντα και άλλους τομείς.
Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η αναγνώριση κωδικού QR. Οι κωδικοί QR και οι γραμμικοί κώδικες είναι πανταχού παρόντες στην καθημερινή ζωή. Οι κατασκευαστές ενσωματώνουν εκτεταμένα δεδομένα σε αυτούς τους συμπαγείς κώδικες για διαχείριση προϊόντων και ιχνηλασιμότητα. Καθώς η αναγνώριση εικόνας μηχανικής όρασης επεκτείνεται, οι γραμμωτοί κώδικες σε διάφορες επιφάνειες γίνονται εύκολα αναγνώσιμοι και ανιχνεύσιμοι, αυξάνοντας τα επίπεδα εκσυγχρονισμού, ενισχύοντας σημαντικά την απόδοση της παραγωγής και μειώνοντας σταδιακά το κόστος κατασκευής.
5. Ταξινόμηση αντικειμένων
Στις εφαρμογές μηχανικής όρασης, η ταξινόμηση αντικειμένων ακολουθεί τα στάδια αναγνώρισης και επιθεώρησης. Με την επεξεργασία εικόνων μέσω συστημάτων μηχανικής όρασης και την ενσωμάτωση ρομποτικών βραχιόνων, τα προϊόντα ταξινομούνται.
Οι παραδοσιακές γραμμές παραγωγής βασίζονταν στη χειροκίνητη τοποθέτηση υλικών σε μηχανές χύτευσης με έγχυση πριν προχωρήσουν σε επόμενες διαδικασίες. Σήμερα, ο αυτοματοποιημένος εξοπλισμός χειρίζεται τη διανομή υλικών. Τα συστήματα μηχανικής όρασης καταγράφουν εικόνες προϊόντων, τις αναλύουν και εξάγουν αποτελέσματα. Στη συνέχεια, τα ρομπότ τοποθετούν τα αντίστοιχα υλικά σε καθορισμένες θέσεις, επιτυγχάνοντας έξυπνη, σύγχρονη και αυτοματοποιημένη βιομηχανική παραγωγή.